Анализ существующих способов подъема затонувшей древесины

Известно, что затонувшая древесина является достаточно ценным материалом, так как за годы пребывания ее в воде, она приобретает свойства, которые отличаются от обычной древесины.

Например,

• -    Необычная структура - меняется цвет древесины, за счет чего приобретается неповторимый вид;

• -    Прочность - твердость материала значительно выше, чем у обычной древесины;

• -    Стойкость к неблагоприятным воздействиям - значительная устойчивость к влаге и к поражению вредителями;

• -    Уникальность - каждый добытый элемент уникален, так как цвет бревна напрямую зависит от соотношения минералов в грунте, температуры воды и других условий, в которых находилось бревно.

Используется такая древесина для изготовления различного рода изделий, например, элитной мебели и отделочных материалов. Ценность ее достаточно высока и с каждым годом она только растет. Поэтому, целесообразность в добыче затонувшей древесины есть.

По приблизительным подсчетам российских ученых на дне водоемов России покоится более 38 млн м3 [1] затонувшей и затопленной древесины. Однако, в России добыча затонувшей древесины слабо развита. Связано это с тем, что добыча и обработка мореного леса - это сложный и длительный процесс. В самом начале необходимо провести разведку, составить карты месторасположения затопленной древесины. Для этого специалистам доводится исследовать 300-400 км реки. Затем за дело берутся аквалангисты - опускаются на глубину до 30 м для обнаружения точного местонахождения затопленного леса. Затонувшие стволы нужно поднять на берег, не повредив их, затем, аккуратно транспортировать, отсортировать и обработать. По мнению специалистов, мореный лес это очень капризный материал, так как, полежав несколько часов на открытом воздухе, он может потерять свои свойства.

В дальнейшем, для того, чтобы реализовать продукт по рыночной цене, требуется соблюдение многих условий. У него должны быть отличные потребительские качества. Если цена будет ниже рыночной, то это должно насторожить потенциального покупателя. Это может означать, что продавец, возможно, занимается незаконной деятельностью, либо ему каким-то образом достался такой продукт. Причем и в первом и во втором случае велика вероятность того, что материал длительное время соприкасался с воздухом, а это губительно для него. Также он мог неоднократно осушаться и повторно погружаться в воду, вследствие этого, из такого сырья сложно получить качественный сухой материал.

Производительность процесса при освоении затонувшей древесины с глубины 3-4 метра и при линейной плотности залегания древесины 0,3 м3/п. м и среднем объеме бревна 0,15 м3 составляет 40 м3/см. [2] Выполнение топлякоподъемных работ осуществляется в соответствии с принятой технологией при условии ее согласования с рыбнадзорными и природоохранными организациями.

Рассмотрим основные существующие устройства и механизмы для подъема затонувшей древесины со дна рек.

Топлякоподъемный агрегат - универсальное плавучее устройство для подъема со дна сплавных рек, в том числе мелководных и рейдовых участков, затонувшей древесины и сплавного такелажа. Также, он способен выполнять дноуглубительные работы, погрузку и разгрузку штучных грузов.

Наиболее известным топлякоподъемным агрегатом в отечественной промышленности является ЛС-41 (Рисунок 1).

Рисунок 1 - ЛС-41

ЛС-41 предназначен для извлечения подвесным захватом грейферного типа (1) затонувших бревен и корчей со дна водоемов. Плавучее основание агрегата (7) состоит из трех понтонов - среднего и двух боковых. При помощи специальных разъемных соединений боковые понтоны крепятся к среднему, который является основным. Он разделен водонепроницаемыми переборками на 6 отсеков и к нему крепится основное оборудование. В корме данного агрегата установлена поворотная платформа, на которой укреплены: кабина крановщика (3), решетчатая стрела (2), стрелоподъемная и грейферная лебедки (6), рабочее оборудование (5,8) и механизм поворота (4).

Основные характеристики ЛС-41:

Наименование	Значение
Длина габаритная, м	16
Ширина, м	7,5
Осадка средняя в грузу, м	0,55
Вылет стрелы от кормы, м	8,6
от бортов, м	8,26
Грузоподъемность, т	4
Рабочий угол поворота крана	240о
Мощность    электрического привода, кВт	73,6
Средняя            скорость передвижения, м/с	1,4

Помимо данного агрегата существует практически схожий топлякоподъемный агрегат ЛС-65. По стоимости оба агрегата достаточно дороги. Также, из-за крупных габаритов их невозможно эксплуатировать на малых реках.

В Алтайском крае инженер-механик В. А. Невский смог найти экономически оправданный способ добычи древесины. Он разработал конструкцию малогабаритного плавучего крана (Рисунок 2), который способен пройти там, где другой технике не под силу. Работа плавучего крана с минимальными габаритами возможна на водоемах с шириной фарватера 4,5 м и глубиной 30 см.

Рисунок 2 – Малогабаритный плавучий кран

По подсчетам разработчика, при помощи такого устройства можно добывать 700-900 м3 топляка в месяц при односменном режиме работы. Производительность плавкрана зависит от глубины водоема и степени заиленности бревен. По водоему агрегат перемещается с помощью палубных лебедок, тросы которых закрепляются за береговые опоры. К плавкрану присоединяется так называемый донный трал (подобие тяжелых грабель), который при движении крана сгребает все, что находится на дне водоема. Когда сопротивление движению плавкрана доходит до предела, он возвращается к тралу и поднимает на его палубу все собранное. Поднятая древесина формируется в пучок. После формирования пучка из 10-15 бревен к нему крепится понтон. Пучок с закрепленным понтоном сбрасывается в воду и катером буксируется на участок перевалки, где лебедкой-бревнотаской поднимается на береговой склад и расформировывается. Значительным плюсом данной технологии является то, что поднятое бревно не отправляется сразу на берег, а находится в воде, будучи привязанным за борт плавкрана, это помогает избежать растрескивания бревен.

Кандидат технических наук, доцент Поволжского государственного технологического университета А. П. Роженцов разработал и запатентовал в Роспатенте два устройства, которые объединены в одно. Первое устройство помогает обнаружить под водой затонувшую древесину при ограниченной видимости и даже при полном ее отсутствии, и точно навести на нее грузозахватный механизм. Второе устройство определяет твердость затонувшей древесины: труха - дрова, условно твердая - деловая. То есть для того чтобы определить качество топляка, не обязательно поднимать его на поверхность, что является существенной экономией средств и времени.

Изобретение относится к устройствам для обнаружения на большой площади затонувших предметов и точного наведения грузозахватного механизма на затонувший подводный предмет (топляк) в условиях ограниченной видимости, или при полном ее отсутствии, и может быть использовано в лесной промышленности на лесосплаве при проведении топлякоподъемных и дноуглубительных работ. Устройство включает грейфер, датчик эхолота, блок обработки сигнала и дисплей. Датчик эхолота установлен непосредственно на криволинейной челюсти грузозахватного механизма с возможностью распространения области его сигнала в форме конуса с вершиной в датчике как в сторону от грузозахватного механизма, так и в одном направлении с его рабочей областью, позволяющей оператору находить удаленные топляки и осуществлять точное наведение грейфера на топляк по изображению, сформированному на дисплее эхолота в результате обработки отраженного сигнала. Технический результат – расширение круга операций, выполняемых грузозахватным устройством, и обеспечение удобства работы с ним.

Предлагаемое устройство поясняется схемами на рисунке 3, где слева - вид спереди при открытых челюстях; справа вверху – вид спереди при полуоткрытых челюстях; справа внизу - вид спереди при закрытых

челюстях.

Рисунок 3 - Устройство для подъема затонувшей древесины

Устройство для точного наведения грузозахватного механизма содержит датчик эхолота 1, который установлен непосредственно на челюсти грузозахватного грейферного механизма 2 и посредством провода 3 соединен с блоком обработки сигнала (микроЭВМ) 4 и жидкокристаллическим дисплеем 5, расположенным в кабине крановщика, управляющего работой грузозахватного механизма.

Исходя из проведенного анализа можно сделать вывод о том, что устройства для подъема затонувшей древесины существуют, но их достаточно немного и не для всевозможных условий они могут быть применимы. Наиболее распространенным устройством является ЛС-41, но в силу его дороговизны и невозможности использования на малых реках, он является неактуальным. Поэтому, есть необходимость в поиске или создании наиболее эффективного и недорогого устройства с хорошей производительностью и возможностью использования на малых реках.